Шейдер - що таке? Типи, переваги і недоліки

З глобальною комп'ютеризацією у наш світ прийшла величезна кількість незрозумілих термінів. Розбиратися з ними всіма не так-то просто, як здається на перший погляд. Багато з них схожі назвами, багато мають широкий функціонал. Настав час дізнатися, що таке шейдер, звідки він взявся, для чого потрібен і який буває.

Оптимізатор

Швидше за все, ви завзятий гравець в «Майнкрафт» і саме тому прийшли дізнатися, що ж це таке. Варто відразу зазначити, що поняття «шейдер» спокійно відділяється від цієї гри і може «жити» від неї окремо. Точно так само, як і моди. Тому міцно зв'язувати ці два поняття не варто.


Взагалі, шейдер родом з програмування, з'явився як помічник фахівцям. Напевно, буде гучним називати цей інструмент оптимізатором, але він реально покращує графіку в іграх. Отже, коли ви вже почали приблизно розуміти, що ж це, перейдемо до точному тлумаченню.

Тлумачення

Що таке шейдер? Це комп'ютерна програма, яку виконують процесори відеокарти. Ці інструменти розробляють на спеціальному мовою. Залежно від призначень він може бути різним. Після чого шейдери умовно транслюються в інструкції до процесорів і графічних прискорювачів.

Застосування

Відразу потрібно сказати, що застосування в цілому зумовлено призначенням. Програми впроваджують в процесори відеокарт, а значить, вони працюють над параметрами об'єктів і зображень тривимірної графіки. Вони можуть виконувати безліч завдань, серед яких і робота з відображенням, заломленням, затемненням, ефекти зсуву та ін.

Передумова

Люди вже давненько намагаються дізнатися, що таке шейдер. Ще до цих програм розробники робили все вручну. Процес формування зображення з якихось об'єктів був не автоматизований. Перш ніж гра з'являлася на світ, розробники самостійно займалися рендерингом. Вони працювали з алгоритмом, складали його під різні завдання. Так з'являлися інструкції для накладання текстур, відеоефектів і т. д. Звичайно, деякі процеси все ж були вбудовані в роботу відеокарт. Такі алгоритми могли використовувати розробники. Але у них ніяк не виходило нав'язати свої алгоритми відеокарті. Нестандартні інструкції могли виконуватися центральним процесором, який був повільніше графічного.

Приклад

Щоб усвідомити різницю, варто розглянути кілька прикладів. Очевидно, що в грі рендеринг міг бути апаратним і програмним. Наприклад, всі ми пам'ятаємо знамениту Quake 2. Так от, вода в грі могла бути просто синім фільтром, якщо мова йде про апаратне рендерінгу. А ось при програмному втручання з'явився плескіт води. Та ж історія і з світлошумовими гранатами в CS 1.6. Апаратний рендеринг давав тільки білий спалах, а програмний додавав пикселизированный екран.

Доступ

Так стало зрозуміло, що необхідно вирішувати подібні проблеми. Графічні прискорювачі стали розширювати кількість алгоритмів, які були популярними серед розробників. Стало зрозуміло, що всі «запхати» неможливо. Потрібно було відкрити доступ фахівців до відеокарти. Перш ніж з'явилися ігри типу «Майнкрафт» з модами і шейдерами, розробникам дали можливість працювати з блоками GPU в конвеєри, які могли б відповідати за різні інструкції. Так стали відомі програми з назвою «шейдер». Для їх створення спеціально розробили мови програмування. Так, відеокарти стали навантажувати не тільки стандартної «геометрією», але і інструкцією для процесора.
Коли такий доступ став можливим, стали відкриватися нові можливості програмування. Фахівці могли вирішувати математичні задачки на GPU. Такі розрахунки стали називатися GPGPU. Для цього процесу потрібні були спеціальні інструменти. Від компанії nVidia CUDA, від Microsoft DirectCompute, а також фреймворк OpenCL.

Типи

Чим більше люди дізнавалися, що таке шейдери, тим більше відкривалося інформації про них та їхні можливості. Спочатку прискорювачі мали три процесора. Кожен відповідав за свій тип шейдера. Згодом їх замінили на універсальний. Кожен мав певний комплекс інструкцій, які відразу мали три типи шейдерів. Незважаючи на об'єднання роботи, опис кожного типу збереглося досі. Верховий тип працював з вершинами фігур, які мають багато граней. Тут може матися на увазі багато інструментів. Наприклад, мова йде про текстурні координати, вектори дотичній, бинормали або нормалі. Геометричний тип працював не просто з однією вершиною, але і з цілим примітивом. Піксельний був розрахований на обробку фрагментів растрових ілюстрацій і в цілому з текстурами.

В іграх

Якщо ви шукаєте шейдери для «Майнкрафт 152», то ви, швидше за все, просто хочете поліпшити картинку в грі. Щоб таке стало можливим, програми пройшли «вогонь, воду і мідні труби». Шейдери тестували і допрацьовували. У результаті стало зрозумілим, що у цього інструменту є достоїнства і недоліки. Звичайно, простота в складанні різних алгоритмів – це величезний плюс. Це і гнучкість, і помітне спрощення в процесі розробки гри, а отже, і зменшення вартості. Одержувані віртуальні сцени стають складніше і реалістичніше. Також сам процес розробки стає в рази швидше.
З недоліків варто відзначити лише те, що доведеться вивчати одну з мов програмування, а також враховувати, що на різних моделях відеокарт розміщується різний комплекс алгоритмів.

Установка

Якщо ви знайшли шейдер пак для «Майнкрафта», потрібно розуміти, що існує багато підводних каменів у його встановленні. Незважаючи на вже згасаюче популярність цієї гри, все ж залишаються її віддані шанувальники. Не всім подобається графіка, тим більше в 2017 рік. Деякі вважають, що завдяки шейдерам вони зможуть її поліпшити. Теоретично це твердження правильне. Але на практиці ви зміните небагато. Але якщо ви все одно шукаєте способи, як встановити шейдери на «Майнкрафт 1.7», то, насамперед, будьте уважні. Сам процес нічого складного не представляє. До того ж разом з будь-яким скачуваним файлом є інструкція по його установці. Головне, це перевірити версії гри і шейдера. Інакше оптимізатор не спрацює. В інтернеті багато місць, де можна встановити і викачати такий інструмент. Далі потрібно розпакувати архів в будь-яку папку. Там ви знайдете файлик «GLSL-Shaders-Mod-1.7-Installer.jar». Після запуску вам буде вказано шлях до гри, якщо він вірний, то погоджуйтеся з усіма подальшими вказівками. Після потрібно перемістити папку «shaderpacks» в «.minecraft». Тепер при запуску лаунчер потрібно буде зайти в налаштування. Тут, якщо установка пройшла коректно, з'явиться рядок «Shaders». З усього списку можете вибрати потрібний пакет. Якщо вам потрібні шейдери для Minecraft 1710 то просто знаходите шейдерпак потрібної версії і робите те ж саме. В інтернеті можуть зустрічатися нестабільні версії. Іноді доводиться їх міняти, перевстановлювати і шукати підходящий. Краще дивитися на відгуки і вибирати найбільш популярні.